Пищевые цепи: пастбищный и детритный пути переноса энергии

Пастбищный и детритный пути переноса энергии

Энергия, запасённая растениями, не остаётся на месте - она движется от организма к организму, постепенно рассеиваясь. Минеральные соединения, которые автотрофы забирают из неживой среды, рано или поздно должны вернуться обратно. Этот круговорот вещества и энергии идёт двумя основными путями. О них и пойдёт речь ниже.

Пастбищная пищевая цепь

Минеральные соединения, взятые автотрофами из абиотической среды - воды, воздуха и почвы, - со временем возвращаются назад. Гетеротрофные организмы потребляют биомассу автотрофов: энергию они расходуют на самоподдержание, а минеральные вещества высвобождают обратно в неживую среду. Получается, что возврат этих соединений требует затрат энергии, а её источником служит синтезированная автотрофами биомасса.

Перед созданной биомассой автотрофов открыты два пути. Первый начинается с того, что живую растительную массу поедают пасущиеся животные - фитофаги. Бо́льшая доля полученной энергии тратится на их собственное самоподдержание и рассеивается в виде тепла, однако часть всё же переходит в биомассу самих фитофагов. Затем фитофагов поедают хищники, и доля энергии перетекает уже в их тела. Этих хищников, в свою очередь, могут съесть другие хищники, и так далее. В итоге энергия, заключённая в биомассе автотрофов, движется по цепи:

автотрофы → фитофаги → хищники → хищники II.

Детритная пищевая цепь

У той биомассы автотрофов, что осталась несъеденной, судьба иная. Рано или поздно она превращается в мёртвое органическое вещество - детрит. Он становится источником энергии для детритоядных организмов, или детритофагов: червей, многоножек, улиток, грибов, бактерий и многих других.

Поскольку у детритофагов тоже есть свои хищники, а у тех - собственные враги, энергия движется от детрита к детритофагам, далее к их хищникам и так далее по цепочке:

детрит → детритофаги → хищники I → хищники II.

Важно отметить, что детритофаги питаются не только отмершей биомассой автотрофов. Их источником энергии служат и отходы жизнедеятельности фитофагов, и остатки хищников пастбищной цепи - экскременты, погадки, трупы. Сюда же относятся отходы самих детритофагов и их хищников, а также их собственные тела после гибели.

Отдельные пищевые цепи не существуют изолированно: они тесно переплетаются, образуя пищевую сеть. Организмы, получающие пищу от растительности через равное число промежуточных этапов, относят к одному трофическому уровню. Стоит подчеркнуть, что такая классификация группирует не сами биологические виды, а типы их жизнедеятельности. Популяция одного вида способна занимать сразу несколько уровней - всё определяется тем, какие источники энергии она задействует.

Относительная роль каждой цепи в экосистеме зависит от величины потока энергии, поступающего в неё, и от того, насколько эффективно эту энергию используют трофические уровни. Так, в планктонных сообществах ведущую роль в переносе энергии, а значит, и в высвобождении минеральных соединений играют консументы пастбищной цепи. В наземных же системах преобладает детритный путь. В частности, в лесах через пастбищную пищевую цепь проходит не более 10 % чистой первичной продукции, а оставшиеся 90 % движутся по детритной. На лугах и пастбищах, где в пастбищную цепь вовлекается до 20-30 % чистой первичной продукции, детритный перенос энергии также остаётся главным.

Противоположная картина складывается в планктонных сообществах: там почти вся первичная продукция - 90 % и более - проходит именно по пастбищному пути. Разумеется, существуют и такие экосистемы, где оба потока вносят примерно равный вклад.